Ноль в электрике

Что такое фаза и нуль в электричестве

В каждом современном доме есть электричество, благодаря которому работают розетки, лампочки и многие другие виды электрооборудования. Включая свет в комнате, пылесос в розетку или заряжая смартфон, мало кто задумывается, как же этот свет и зарядка в гаджете появляются. Что становится причиной работы лампочки и гула пылесоса? Вопросов, если подумать, много, но ответ один — электроэнергия

Фаза и нуль в электрике

Электроэнергия появляется в результате упорядоченного движения заряженных частиц в проводах — электронов. Рождаются эти электроны в огромных электростанциях — таких как, например, Волгоградская ГРЭС (гидроэлектростанция), Нововоронежская АЭС (атомная электростанция) и многих других в нашей стране. Далее по очень толстым проводам эта энергия передается на промежуточные подстанции (как правило, такие стоят по периферии городов), а от них — до местных КТП (комплектная трансформаторная подстанция), которые есть почти в каждом дворе.

Уровни напряжения в таких сетях варьируются от 750000 вольт до 380 вольт в конечной КТП. И именно последние делают так, что в розетке обычного дома появляется 220В. Казалось бы, все просто, но! В розетке находятся два провода. И из уроков физики каждый знает, что в электрике есть «фаза» и «нуль». Эти два слова дают нам свет, тепло, воду, газ и многое другое, чем мы пользуемся каждый день. Теперь по-порядку.

Фаза и нуль: понятия и отличие

Существует такое понятие, как напряжение. Это слово означает степень напряженности электрического поля в данной точке или цепи. Иначе его называют потенциалом. Если очень простыми словами, то это некий поршень, что дает толчок для электронов, чтобы они прошли по проводам и зажгли лампочку в люстре.

В общей цепи (фаза ноль), той, что приходит на люстру или розетку, есть два провода. Один из них и есть фаза. Именно этот провод находится под напряжением. Фаза в электротехнике сравнима с плюсом в автомобиле — это основное питание для сети.

Нуль — это провод, который не находится под напряжением (это именно то, чем отличается ноль от фазы). Он не перегружен в процессе отбора мощности, но, тем не менее, по нему так же течет электрический ток, только в направлении, обратном фазному. В отсутствии напряжения он является безопасным в плане поражения человека электротоком.

Зачем нужен ноль в электричестве

Нуль замыкает электрическую цепь. Без этого провода в цепи не может быть электрического тока, который и дает мощность для питания бытовых приборов. По сути, нулевой провод — это земля.

Откуда берется ноль в электросети

Начало свое нуль берет от комплектной трансформаторной подстанции 6(10)/0,4 кВ, где трансформатор своей нулевой шиной соединен с контуром заземления. Изначально именно земля является проводником с нулевым потенциалом, и именно поэтому многие путают нуль с землей. ВЛ (воздушная линия электропередачи), выходя из КТП, имеет 4 провода — 3 фазы и нуль, который в начале линии соединен с нулем трансформатора. На протяжении воздушной линии через одну опору производится повторное заземление, которое дополнительно связывает нуль линии с землей, что дает более полноценную связь цепи «фаза — нуль» для того, чтобы у конечного потребителя в розетке было не менее 220В.

Зачем нужен нуль

Основное назначение нулевого провода — замыкание цепи для создания электрического тока для работы любого электроприбора. Ведь для того, чтобы ток появился, необходима разность потенциалов между двумя проводами. Нуль потому так и называется, что потенциал на нем равен нулю. Отсюда и уровень напряжения 220В — 230В.

Как найти нуль и фазу

В домашних условиях, даже не имея специальных приборов и приспособлений, возможно определить в обычной розетке, какой из двух проводов является фазой, а какой нулем. В этом случае используются электролампа или индикаторная отвертка.

Проверка с помощью электролампы

Для поиска нуля и фазы достаточно взять обыкновенный патрон с лампочкой и прикрутить два провода на его штатные места. Затем один из этих проводов подключить к заземляющим ножам в розетке, а второй — к любому из двух силовых разъемов.

Фазным будет являться тот разъем, при подключении к которому лампочка будет загораться. Это происходит потому, что по Правилам устройства электроустановок (ПУЭ), в вводном электрощите нулевые провода всех розеток должны быть соединены с земляными проводами этих же розеток. А отдельно земляная шина должна быть соединена с защитным контуром заземления. Именно это и обеспечивает наличие надежного нуля во всей цепи энергоснабжения дома.

Обратите внимание! Самостоятельно подобные процедуры допустимо делать только в том случае, когда квалифицированной помощи ждать неоткуда, а также в случае аварийной ситуации (пожар, короткое замыкание, попадание человека под напряжение). Не стоит забывать, что электрический ток очень опасен. Не стоит рисковать своим здоровьем и своей жизнью из-за лампочки!

Индикаторная отвертка

Для того, чтобы определить фазу в сети переменного тока напряжением 220В — 230В, можно использовать бытовой указатель напряжения — индикаторную отвертку. Продается он практически в любом хозяйственном магазине и стоит (в зависимости от конструкции) очень недорого.

Как правило, инструкции к применению у подобных инструментов нет, поэтому, чтобы не получить электротравму, следует помнить несколько простых правил, применимых к любому инструменту, соприкасающемуся с токоведущими частями:

1. Использовать инструмент только по назначению (запрещается применять указатель напряжения — индикаторную отвертку — в качестве обыкновенной отвертки для закручивания/откручивания винтов, саморезов, шурупов и т.д.)
2. Перед использованием инструмента следует внимательно рассмотреть состояние изоляции на рукояти и жале (применимо для любых отверток, в том числе для индикаторных). Ни в коем случае не использовать приспособление, если изоляционное покрытие имеет сколы или вообще отсутствует.
3. Проверять работоспособность индикаторных устройств необходимо на электроустановках, заведомо находящихся под напряжением (например, в удлинителе, в который включен работающий электроприбор).

В случае сомнения в работоспособности индикатора следует считать его неисправным, а электроустановку действующей.

Так же существуют более точные и безопасные приборы для определения наличия напряжения в сети — это мультиметры, токоизмерительные клещи, вольтамперфазометры (ВАФ) и другие.

Мультиметр

В быту, как правило, используются простые мультиметры. Они способны показать наличие напряжения в сети и его значение. Намного безопаснее использовать для определения фазы именно эти приборы, так как их щупы имеют диэлектрическую рукоятку. Принцип определения такой же, как и в случае с патроном — достаточно один щуп приложить к земляному контакту розетки, а второй накладывать на один из двух контактов розетки.

Важно! Как и правила дорожного движения, правила электробезопасности обязательно нужно соблюдать, ведь электрический ток невидим, неслышим и неосязаем, и именно этим он и опасен.

Электроэнергия (согласно второму закону Ньютона) не появляется из ниоткуда и не уходит в никуда. Она производится, транспортируется и потребляется на глазах. Нужно знать, откуда она берется, как к нам попадает и в каком виде. Каждый должен понимать, что в бытовом потреблении есть провода, которые могут нанести вред здоровью человека, а есть и такие, которые совершенно безвредны, поэтому необходимы небольшие знания и минимум приборов для определения и разграничения этих проводов. Но любые манипуляции с электричеством лучше доверять профессионалу — квалифицированному специалисту, чтобы избежать беды.

Что такое фаза и ноль в электрике

К такому явлению как электричество уже давно все привыкли. Многие термины мы употребляем в обиходе, обладая лишь поверхностным пониманием. Между тем, путь пройденный электричеством от электростанции до вашей розетки непрост.

Существует множество факторов, влияющих на бесперебойную подачу электроэнергии к конечному потребителю. Все нюансы рассматривать в данной статье не будем, ограничимся лишь такими терминами как “Фаза” и “Ноль”.

Итак, для чего нужны фаза и ноль в электрике, и что это вообще такое. Для более полного понимания вернемся опять к электростанции. Берем в качестве примера некую электростанцию, на которой происходит следующее:

1. 1. Трехфазные генераторы переменного тока вырабатывают ток
2. 2. По линиям электропередач ток поступает на трансформаторные подстанции
3. 3. С трансформаторных подстанций ток поступает в дома и т.д.

Теперь немного подробнее. Сначала напрашивается вопрос: почему мы используем именно переменный ток? Все очень просто: переменный ток можно передавать на большие расстояния, а с постоянным это довольно проблематично. Вопрос второй: как так получается, что к трансформатору приходит три фазы, а в квартире получается однофазная сеть?

Дело в том, что на электрощиток многоквартирного дома приходит три фазы, ноль и заземление. Далее, вводно-распределительные устройства (ВРУ) разделяют все три фазы, при этом каждый фазный провод получает свое заземление и свой ноль.

Понятное дело, что без подготовки эту информацию не усвоить, поэтому ниже мы остановимся и расскажем об этом более подробно.

Что представляет собой фаза и ноль в трехфазной сети

Как мы знаем из школьного курса физики – электрический ток движется только в замкнутом контуре. То есть по одному проводу он должен прийти, а по другому уйти. Чтобы не морочить голову, сразу даем определение:

• – Фаза – проводник, по которому к потребителю приходит ток;
• – Ноль – проводник, по которому ток уходит от потребителя.

Для правильной работы электрическому току всегда необходим замкнутый контур. Ток течет в одном направлении. Фазный провод – провод, по которому ток приходит к любой нагрузке, будь-то электрочайник или холодильник, неважно. Ноль – провод, по которому ток возвращается.

Кроме этого нулевой провод выполняет еще одну полезную функцию – выравнивает фазное напряжение. Заземление – провод, на котором нет напряжения. Он служит резервным проводом для того, чтобы в случае утечки тока защитить человека от удара.

Теперь возьмем трансформатор, который питает дом. Трансформатор – устройство, повышающее, либо понижающее напряжение в сети. Чтобы конечный потребитель получил питание, к обмоткам низкого напряжения подключаются четыре провода. К выводам трансформаторной обмотки подключаются три провода (это и есть наши фазы), а ноль (еще называют “общий”) берется из точки соединения трансформаторных обмоток.

Теперь рассмотрим еще два термина и сразу дадим им определения:

1. 1. Линейное напряжение – напряжение, возникающее между фазными проводами в трехфазной электросети. Номинальное значение линейного напряжения – 380 вольт.
2. 2. Фазное напряжение – напряжение между одним фазным проводом и нулем. Номинальное значение такого напряжения – 220 вольт.

Существуют системы, в которых заземление присоединяют именно к нулевому проводу. Такая система носит название “глухозаземленная нейтраль”.

Делается это так: обмотки в трансформаторе соединяются по типу “звезда” (есть еще и соединение “треугольник”, а такде различные сочетания этих соединений, но об этом в другой раз). После этого нейтраль заземляют. Тогда наш ноль одновременно служит и заземлением (совмещенный нейтральный проводник, PEN).

Такой тип заземления практиковали в советское время при постройке жилых домов. Проще говоря, в таких домах электрощиток зануляют. Однако такой метод достаточно опасен, поскольку в некоторых случаях ток может пройти через ноль, возникнет отличный от нуля потенциал, результат варьируется от удара током до небольшого опасного фейерверка.

В наше время к жилым домам также подводят три фазы, но помимо трех фазных проводов, между трансформатором и домом также присутствуют отдельно нулевой провод отдельно провод заземления. На каждой подстанции имеется контур заземления: в случае утечки тока в электросистеме жилого дома – ток возвращается к заземлению на подстанции.

При монтаже такой сети необходимо учитывать, что в электрощите должны присутствовать отдельные шины для фаз, отдельная шина для нуля, отдельная шина для заземления. Внимание, при монтаже заземления не забудьте о том, что шина заземления должна быть соединена металлически с корпусом электрощитка.

На самом деле, аварийные ситуации, так или иначе связанные с отсутствием заземления или с совмещением нуля и заземления, в трехфазных сетях происходят периодически, поэтому заземление действительно необходимо. Немного отвлечемся и посмотрим, какие ситуации наиболее часто распространены.

Для правильной эксплуатации вся нагрузка должна быть равномерно распределена между фазами. Такое бывает редко, да и неизвестно, что именно будет подключать потребитель. Если возникает ситуация, при которой нагрузка на одну из фаз увеличивается, на другую – уменьшается, а к третьей – вообще непонятно что подключают, тогда происходит смещение нейтрали.

Из-за этого смещения между нулевым проводом и проводом заземления появляется разность потенциалов. Если же нулевой провод имеет сечение, которого недостаточно, то пресловутая разность потенциалов увеличивается.

А когда фазы теряют связь с нейтральным проводником, получаются две следующих ситуации:

1. 1. Если фазы нагружены до предела, то напряжение падает до нуля;
2. 2. Если фазы наоборот не нагружены, то напряжение растет до 380.

Как видите, такое напряжение явно уничтожит бытовую технику, рассчитанную на сети в 220 вольт. Помимо этого, в таких ситуациях металлические корпуса электрооборудования тоже будут под напряжением.

Отсюда следует, что использование раздельного варианта нуля и заземления более предпочтительно, так как позволяет обойтись без таких аварийных случаев.

Назначение фазы и нуля

Чтобы полностью понять, что же именно подразумевает словосочетание “фаза и ноль в электрике” обратимся к аналогии. Электрический ток наиболее удобно сравнивать с водой, а токонесущие провода – с трубами.

Итак, представим следующее. У нас имеется одна труба, по которой горячая вода из резервуара поступает в большую кастрюлю. Также имеется вторая труба, которая по мере наполнения кастрюли сбрасывает излишек поступающей горячей воды обратно в резервуар. Теперь расшифровка: первая труба – фаза, кастрюля – полезная нагрузка, вторая труба – ноль. Ток по фазе приходит к нагрузке, а по нулевому проводу уходит обратно. Вот и все.

Теперь представим что произойдет, если из-за неисправности второй трубы горячая вода из кастрюли не будет уходить обратно в резервуар. В этом случае кастрюля очень быстро наполнится, а кипяток начнет с нее выливаться и может нас ошпарить.

Чтобы этого избежать, подводим к кастрюле третью трубу. Эта труба будет играть роль аварийного выхода для поступающей воды. Тогда, если вторая труба, отводящая воду отказывается работать, то излишек воды будет уходить через третью трубу. А третья труба идет в землю в специально выкопанный для этого котлован. Вот именно этот пример нам наглядно демонстрирует заземление.

Выше мы описали работу тока в однофазной сети, а также назначение фазы и нуля. В трехфазной происходит то же самое, только ток течет одновременно по трем проводам, а возвращается по четвертому.

Из примера становится понятно, что нельзя путать фазу с нулем, а также нельзя их соединять между собой. Для удобства все кабеля имеют свою цветовую маркировку, благодаря которой можно без всяких приборов определить принадлежность провода к фазе или нулю.

Внимание! Для пущей уверенности лучше перед началом работы все-таки прозвонить кабель, несмотря на цветовую маркировку. Очень часто в силу собственного незнания, неопытные электрики вообще не заморачиваются по поводу цвета проводов, и именно из-за этого существует опасность. Тут хорошо работает правило: доверяй, но проверяй!

По поводу цветовой маркировки. В электричестве приняты следующие обозначения: фазный провод коричневого, черного либо белого цвета, нулевой – голубого или синего, а провод заземления имеет желто-зеленый цвет.

Имейте ввиду, цвета не всегда могут быть такими: не так давно мне в трехфазной сети попались три красных провода (фаза), а нулевой провод был черного цвета.

Способы определения фазы и нуля

Как вы уже поняли, фаза и ноль в электричестве отличаются с помощью цветовой маркировки, но этот способ может быть ошибочным из-за изначально неверного монтажа.

Для более точного определения фазного провода существует отвертка-индикатор. Просто прикоснитесь ею к проводам по очереди. На нулевой провод отвертка никак не отреагирует, но при прикосновении к фазному проводу индикатор загорится. Если же индикатор вообще не сработал, значит ваша электросеть вышла из строя, напряжение в сети отсутствует.

Если же индикатор отреагировал на оба провода, значит в нулевом проводе произошел обрыв.

«Фаза» в электрике обозначается латинской буквой «L» производная от «Line» (линия). Обычно это коричневый или белый провод. «Ноль» обозначается буквой «N» от английского – Neutral (нейтральный). Цвет нулевого провода, как правило, синий или белый но синими полосами по всей длине.

Заземляющий проводник в электрике маркируют как «PE» – Protective Earthing. Он имеет желто-зеленый цвет.

Друзья ранее я писал о том, как можно определить фазный провод мультиметром. Об этом есть отдельная статья – заходите, ознакамливайтесь.

Фаза и ноль в электропроводке

Выше мы уже объяснили, что такое фаза и ноль в электрике, а также принцип их работы. В электропроводке фаза и ноль работают точно также. По фазному проводу производится подача тока, по нулевому – ток возвращается обратно.

Поэтому достаточно один раз понять принцип работы фазы и нуля, и тогда вас не смутит никакая электропроводка, а также вы сможете правильно объяснить соседу, что такое фаза и ноль в электропроводке.

Что такое фаза и ноль в электричестве

Очень немного людей понимают суть электричества. Такие понятия как “электрический ток”, “напряжение” “фаза” и “ноль” для большинства являются темным лесом, хотя с ними мы сталкиваемся каждый день. Давайте же получим крупицу полезных знаний и разберемся, что такое фаза и ноль в электричестве. Для обучения электричеству с “нуля” нам нужно разобраться с фундаментальными понятиями. В первую очередь нас интересуют электрический ток и электрический заряд.

Ежедневная рассылка с полезной информацией для студентов всех направлений – на нашем телеграм-канале.

Электрический ток и электрический заряд

Электрический заряд – это физическая скалярная величина, которая определяет способность тел быть источником электромагнитных полей. Носителем наименьшего или элементарного электрического заряда является электрон. Его заряд равен примерно -1,6 на 10 в минус девятнадцатой степени Кулон.

Заряд электрона – минимальный электрический заряд (квант, порция заряда), который встречается в природе у свободных долгоживущих частиц.

Заряды условно делятся на положительные и отрицательные. Например, если мы потрем эбонитовую палочку о шерсть, она приобретет отрицательный электрический заряд (избыток электронов, которые были захвачены атомами палочки при контакте с шерстью).

Такую же природу имеет статическое электричество на волосах, только в этом случае заряд является положительным (волосы теряют электроны).

Кстати, о том, что такое ток, напряжение и сопротивление можно дополнительно почитать в нашей отдельной статье, посвященной закону Ома.

Электрический ток – это направленное движение заряженных частиц (носителей заряда) по проводнику. Само движение заряженных частиц возникает под действием электромагнитного поля – одного из фундаментальных физических полей.

Электрический ток может быть постоянным и переменным. При постоянном токе направление и величина тока не меняются. Переменный ток – это ток, изменяющийся во времени.

Источником постоянного тока является, например, батарейка. Но именно переменный ток используется в бытовых розетках, которые стоят в наших домах. Причина в том, что переменные токи гораздо проще получать и передавать на большие расстояния.

Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы

Основным видом переменного тока является синусоидальный ток. Это такой ток, который сначала нарастает в одном направлении, достигая максимума (амплитуды) начинает спадать, в какой-то момент становится равным нулю и снова нарастает, но уже в другом направлении.

Непосредственно о таинственных фазе и нуле

Все мы слышали про фазу, три фазы, ноль и заземление.

Простейший случай электрической цепи – однофазная цепь. В ней всего три провода. По одному из проводов ток течет к потребителю (пусть это будет утюг или фен), а по другому – возвращается обратно. Третий провод в однофазной сети – земля (или заземление).

Провод заземления не несет нагрузки, но служит как бы предохранителем. В случае, когда что-то выходит из-под контроля, заземление помогает предотвратить удар электрическим током. По этому проводу избыток электричества отводится или “стекает” в землю.

Провод, по которому ток идет к прибору, называется фазой, а провод, по которому ток возвращается – нулем.

Итак, зачем нужен ноль в электричестве? Да за тем же, что и фаза! По фазному проводу ток поступает к потребителю, а по нулевому – отводится в обратном направлении. Сеть, по которой распространяется переменный ток, является трехфазной. Она состоит из трех фазовых проводов и одного обратного.

Именно по такой сети ток идет до наших квартир. Подходя непосредственно к потребителю (квартирам), ток разделяется на фазы, и каждой из фаз дается по нулю. Частота изменения направления тока в странах СНГ – 50 Гц.

В разных странах действуют разные стандарты напряжений и частот в сети. Например, в обычной домашние розетки в США подается переменный ток напряжением 100-127 Вольт и частотой 60 Герц.

Провода фазы и нуля нельзя путать. Иначе можно устроить короткое замыкание в цепи. Чтобы этого не произошло и Вы ничего не перепутали, провода приобрели разную окраску.

Каким цветом фаза и ноль обозначены в электричестве? Ноль, как правило, синего или голубого цвета, а фаза – белого, черного или коричневого. Провод заземления также имеет свой окрас – желто-зеленый.

Итак, сегодня мы узнали, что же значат понятия «фаза» и «ноль» в электричестве. Будем просто счастливы, если для кого-то эта информация была новой и интересной. Теперь, когда вы услышите что-то про электричество, фазу, ноль и землю, вы уже будете знать, о чем идет речь. Напоследок напоминаем, если вам вдруг понадобится произвести расчет трехфазной цепи переменного тока, вы можете смело обращаться в студенческий сервис. С помощью наших специалистов даже самая дикая и сложная задача станет вам «по зубам».

{SOURCE}